轻烃装置安全生产工艺优化与讨论

摘要：随着应用的广泛普及，老旧轻烃回收装置在生产过程中的一些问题也逐渐暴露出来，分析目前轻烃装置中存在的问题，对轻烃装置进行有针对性的调优，对工艺加以改进，以达到增产减损的目的，是现今的主要研究课题所在，分析老旧轻烃装置在生产运转过程中所产生的问题，针对其工艺进行优化，是生产发展的迫切需要。

关键词：轻烃装置；调优；改进；优化

轻烃装置指的是轻烃的回收设备。轻烃，既天然气凝液，轻烃回收的意义是以液态形式回收天然气中比甲烷或乙烷更重的组分的过程，一方面是为了控制天然气的烃露点以达到商品气质量指标，避免气液两相流动，另一方面所回收的液烃其经济价值很高。轻烃回收装置是处理油田不凝析气、伴生气的主要装置，目前轻烃回收装置运行相对不稳定，轻烃回收率低。我国当前所使用的轻烃回收装置普遍存在流程不合理、能耗大、成本高、设备老等弊端。正压原稳工艺简单,没有压缩机等大型转动设备,维修、维护费用较低,装置拔出率远高于负压原稳工艺，在保证原油品质的情况下,可提高轻烃收率。

1轻烃装置的构成

轻烃作为一种石油产品的衍生产物,由碳和氢两种元素组成,其来源包括两部分:压缩制冷天然气并分离出其中重组分,密度为0.58~0.64t/m~3;对原油进行加热,并分离出其轻组分,密度为0.62~0.69t/m~3,两者皆为物理过程。轻烃装置的构成十分复杂，主要由蒸发器、原料供给系统、空气供给系统、加热系统、电气控制系统、燃气系统和燃气泄漏报警切断系统构成。蒸发器为卧式罐，内部设计有换热器和气床，外部设计有进油口、出油口、空气入口、燃气出口、平衡管口和传感器接口等，是产生燃气的核心设备。原料供给系统主要用于贮存原料油，其组成部分包括原料罐、供油管、电磁阀和流量计等。空气供给系统用于输入空气，起到将燃气与空气隔离的作用。变频器、风机、单向阀、集气器和U形管都属于空气供给系统。其主要设备有空气压缩机、集气器、空气缓冲灌、电磁阀、空气分配器、油封管输气管道等。加热系统主要用于补充气化潜热，包括水泵、热源设备和高位水箱，另外还包含防雷防静电系统和电气保护接地系统，主要用于消除静电。电气控制系统的组成有控制柜、压力传感器、温度传感器、液位传感器、流量传感器，主要用于保障设备的正常运转。其包含的各种报警系统是轻烃装置生产安全的重要保障所在，可及时发现注油冒顶和原油液位过低、蒸发器失控、燃气泄漏等事故，并自动采取进行断电保护措施。燃气系统指的是燃气主管、燃气引入管、调压器、检修阀、燃气表、放散管和阀门。120ResearchandExploration研究与探索•工艺与技术中国设备工程2017.04(上)燃气泄漏报警切断系统主要是设备调试和检修时发挥作用，由气敏原件和报警装置、切断装置组成。

2影响轻烃收率的因素

2.1原料

来油含水量超标、组分过轻或过重，都会影响轻烃收率，原油含水率超标的情况下，若操作不当，会引起装置冲塔染罐、塔液位出现较大波动、加热炉炉管结焦等问题出现。正压原油稳定装置能很好地应对原油含水率超标的问题，在处理量不变的情况下，含水率超标会造成入换热器压力升高、入炉压力升高、入炉和出炉温度降低、塔顶压力升高及冷后温度升高的现象。原油含水率超标还会导致稳后泵抽空、塔液位上升，如遇塔液位上升过快的情况要立即熄炉，装置改站内外循环。原油含水率超标是很常见的情况，及时进行正确的操作则可有效避免冲塔染罐事故的发生。

2.2温度

入炉温度、出炉温度、塔顶温度、空冷和水冷温度都会对轻烃收率造成影响。原油含水会导致入炉温度和出炉温度偏低，此时进入稳定塔的气化率随之降低，轻烃收率也就受到影响。而换热器管束上的油垢严重影响着换热器的使用效果和使用寿命，严重时甚至堵塞，所以及时清洗换热器是保障轻烃收率的重要工序。冷却效果的好坏决定着轻烃产量，当气温较高时需要注意采取各项措施来提升空冷效果，在流量、温度、压力一定时，稳定塔中原油分馏出的气量也是一定的，此时制冷温度越低，轻烃收率就越好。

2.3压力

压力影响轻烃收率主要指的是塔顶压力，原油含水率超标、回流带水、压缩机故障、冷却系统故障等均会导致塔顶压力高，影响着轻烃收率。

3生产工艺技术改造方案

3.1优化分离工艺

为了提高回收率的效果，可以利用低温凝析油经丝网分离器分离后进入脱乙烷塔塔顶换热器，使脱乙烷塔中部进料顶部分离的气相通过多股流换热器进行压缩。脱丁烷塔内的气相经水换热器换热后进入回流罐，经过脱丁烷塔顶回流泵的增压，将一部分气相送回顶部，另一部分作为混合烃产品送至罐区，脱丁烷塔底部的液烃则作为稳定轻烃产品送至罐区。

3.2采用多股流换热器

为满足机载设备需冷量不断增大的要求,高效、紧凑的多股流板翅式换热器成为发展趋势。将原有两相板式换热器通过板翅式结构改为三相组合，将脱乙烷塔塔顶低温气体回收的冷量充分利用起来，起到增加预冷换热的效果。

3.3采用双螺杆制冷压缩机

当前比较常见的单螺杆制冷压缩机的最大制冷功率只有100kW，电机功率则有15kW，功耗较大，而制冷量却较小，性能比非常不理想，远远不如双螺杆制冷压缩机。双螺杆制冷压缩机是利用双螺杆与压缩机容腔内壁做回转式运动来实现对气体的连续的不间断的容积式压缩，不仅工艺更为先进，性能比更高，运转时所产生的噪音也比单螺杆活塞式压缩机小。

3.4增加天然气压缩机

压缩机是用于压缩气体进而提高气体压力的设备，是相当重要的器械。在轻烃装置的生产中，天然气压缩机必须达到三开一备的标准，这样才能最大限度地保证轻烃装置的平稳运行。

3.5气体污染的控制

气体泄漏是造成气体污染的主要原因，控制气体污染主要是针对阀门等容易发生泄漏的点采取有效的措施，要及时地防治气体泄漏情况发生。轻油因为其易挥发性质，不宜用于设备的日常维护过程当中。在装置中添加丙烷、制冷机油等挥发性强的易燃物品时，必须要严格按照物料填、卸的规程进行操作，对散落的物料必须及时进行处理避免因其快速挥发而造成气体污染。对加热炉的燃烧状况也要加以改善，使得天然气的燃烧能够充分进行，以此来控制污染气体的排放量。

4结语

通过对轻烃装置分馏系统的优化和改进，令其工艺流程和制冷工艺相统一，采用高效分离器，使得轻烃装置综合回收率大大提高，在增加产量的同时降低能耗成本，更是降低了生产噪音，有效地控制了气体污染的发生。另外，增加的备用天然气压缩机也很好地使系统压力保持在设计压力值标准上，使得轻烃回收生产过程更为安全稳定。

作者:胡继峰 单位:大庆油田化工有限公司东昊分公司

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